(57)【要約】    【課題】  車両用バッテリの充放電電流を検出する電流センサにおいて、通常使用状態での出力特性に見合うゼロ点補正を、簡便な構成で行う。    【解決手段】  イグニションスイッチのＯＦＦからエンジンコントロールユニットが電源を自己遮断するまでに間に、内燃機関の暖機が完了していて、かつ、エンジンコントロールユニット以外のコントロールユニットの電源遮断が完了していて、かつ、ヘッドライト等の電気負荷が全てオフであるか否かを判別する。これらの条件が成立している場合には、そのときの電流センサの検出結果をゼロ又は基準電流に補正するゼロ点補正量を学習する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用バッテリの充放電電流を電流センサによって検出する車両用バッテリ充放電電流検出装置において、
イグニッションスイッチのＯＦＦ直後に、前記電流センサのゼロ点補正を行うことを特徴とする車両用バッテリ充放電電流検出装置。
【請求項２】
前記イグニッションスイッチのＯＦＦ直後であって、かつ、前記ゼロ点補正を実行するユニット以外の電気負荷が全てＯＦＦであることを条件に、前記ユニットにおいてゼロ点補正を行うことを特徴とする請求項１記載の車両用バッテリ充放電電流検出装置。
【請求項３】
前記イグニッションスイッチのＯＦＦ直後であって、かつ、前記電流センサの検出電流が所定値以下であることを条件に、前記ゼロ点補正を行うことを特徴とする請求項１記載の車両用バッテリ充放電電流検出装置。
【請求項４】
前記イグニッションスイッチのＯＦＦ直後であって、かつ、前記イグニッションスイッチのＯＦＦ時における前記電流センサの温度が所定温度以上であることを条件に、前記ゼロ点補正を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両用バッテリ充放電電流検出装置。
【請求項５】
前記イグニッションスイッチのＯＦＦ時における前記電流センサの温度毎に、前記電流センサのゼロ点補正量を学習することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の車両用バッテリ充放電電流検出装置。
【請求項６】
前記電流センサがエンジンルーム内に配置される構成であって、前記電流センサの温度をエンジンの冷却水温度に基づいて推定することを特徴とする請求項４又は５記載の車両用バッテリ充放電電流検出装置。
【請求項７】
前記電流センサの検出電流をゼロとすべく、ゼロ点補正量を学習することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の車両用バッテリ充放電電流検出装置。
【請求項８】
前記電流センサの検出電流と予め記憶される基準電流との差分をゼロとすべく、ゼロ点補正量を学習することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の車両用バッテリ充放電電流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用バッテリの充放電電流を電流センサにより検出する車両用バッテリ充放電電流検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、車両用バッテリの充放電電流を電流センサで検出して積算することで、前記バッテリの残容量を演算するバッテリ残容量測定装置が開示されている。
また、特許文献１には、前記電流センサ出力の温度補償を行うべく、機器にバッテリが投入されるのに先がけて電流センサに駆動用電源を与えて、このときの電流センサの出力がゼロになるようにオフセット補正（ゼロ点補正）を行なう構成の開示がある。
【０００３】
一方、特許文献２には、交流電流がゼロとなるポイントにおいて電流検出器のゼロ点補正を行う構成の開示がある。
【特許文献１】特開平０６−２０７９７３号公報
【特許文献２】特開２００３−１２１４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記特許文献１の補正方法は、機器（電気負荷）とバッテリとを接続するメインスイッチがオンされるのに先立ち電流センサに電源を与える構成であるから、イグニッションスイッチによって内燃機関の始動・運転が行われる車両においては、内燃機関の始動前にゼロ点補正を行うことと等価であり、電流センサの雰囲気温度が通常の使用状態（内燃機関の暖機後）よりも低い状態でゼロ点補正が行なわれることになる。
【０００５】
前記電流センサの出力特性は、雰囲気温度に応じて変化するので、通常使用時よりも低い温度条件で学習されたゼロ点補正量は、より温度の高い通常使用時における補正要求に適合せず、ゼロ点補正を実行しても通常使用時における電流検出精度を十分に改善することができないという問題があった。
また、特許文献１の方法では、主バッテリとは別に補助バッテリを備える必要があり、バッテリを１つだけ備える車両では、新たなハードウェアの追加が必要になるという問題があった。
【０００６】
一方、特許文献２の補正方法は、交流電流に適合する方法であって、車両のバッテリに接続され測定対象が直流である電流センサには適用できないという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、車両用バッテリの充放電電流を検出する電流センサにおいて、通常使用状態での出力特性（温度条件）に見合うゼロ点補正を、新たなハードウェアを追加することなく簡便に行える車両用バッテリ充放電電流検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、本発明では、車両用バッテリの充放電電流を電流センサによって検出する車両用バッテリ充放電電流検出装置において、イグニッションスイッチのＯＦＦ直後に、前記電流センサのゼロ点補正を行う構成とした。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成によると、エンジン始動後に直ちにイグニッションスイッチがＯＦＦされるような特別な場合を除き、一般的には、イグニッションスイッチのＯＦＦ時における電流センサの温度（雰囲気温度）は、通常の使用状態での温度になっているから、イグニッションスイッチのＯＦＦ直後であれば、通常使用状態での出力特性（温度条件）に見合うゼロ点補正を行わせることが可能である。
【０００９】
また、イグニッションスイッチのＯＦＦ後であれば、電流センサに流れる電流が十分に小さい状態でゼロ点補正量を学習させることが可能であり、新たなハードウェアを追加することなく必要十分な精度でゼロ点補正を行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、車両におけるバッテリ及びその充放電回路を示す。
図１において、バッテリ１は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２やその他のコントロールユニットや各種電気負荷３Ａ，３Ｂに電源を供給する一方、内燃機関４（ガソリンエンジン）によって駆動される発電機５によって充電される。
【００１１】
前記電気負荷３Ａには、ヘッドライトなどの灯火類の他、ワイパーなどが含まれ、これらへの電源供給は、ＵＳＭ６に内蔵されるリレーをＵＳＭ６内の制御回路によって制御することで行われる。
また、前記電気負荷３Ｂには、パワーシート，パワーウインドなどが含まれ、これら電気負荷３Ｂのスイッチ信号は、ＢＣＵ７によってＣＡＮ通信ラインに出力される。
【００１２】
前記その他のコントロールユニットとしては、自動変速機（ＡＴ）コントロールユニット８や、パワステコントロールユニット９などが含まれる。
前記ＡＴコントロールユニット８やパワステコントロールユニット９は、イグニションスイッチ１１を介してバッテリ電源が供給され、イグニションスイッチ１１がＯＦＦされると、電源供給が遮断される。
【００１３】
一方、前記ＵＳＭ６及びＢＣＵ７、更に、メータコントロールユニット１３は、イグニションスイッチ１１のＯＦＦ後にスリープモードに移行するようになっている。
また、エンジンコントロールユニット２にはリレー１４を介してバッテリ電源が供給されるが、前記リレー１４は、エンジンコントロールユニット２によってそのオン・オフが制御され、イグニションスイッチ１１ＯＦＦ後の任意のタイミングで前記リレー１４をオフすることで、電源を自己遮断できるようになっている。
【００１４】
前記バッテリ１のマイナス端子とアースとの間には、バッテリ１の充放電電流を検出するための電流センサ１５が設けられている。
前記バッテリ１及び電流センサ１５は、内燃機関４と共に車両のエンジンルーム内に設置される。
前記エンジンコントロールユニット２は、マイクロコンピュータを含んで構成され、前記内燃機関４における燃料噴射量，点火時期などを制御すると共に、前記電流センサ１５で検出される充放電電流を積算することで、バッテリ１の残容量（充電状態）を検出し、検出したバッテリ１の残容量（充電状態）に基づいて発電機５による発電量を制御する機能を有している。
【００１５】
また、前記エンジンコントロールユニット２は、前記イグニッションスイッチ１１のＯＦＦ後から電源を自己遮断するまでの間において、図２のフローチャートに示すようにして、前記電流センサ１５のゼロ点補正を行う。
前記ゼロ点補正とは、電流センサ１５の出力特性におけるオフセットばらつきを補正して、実際の電流がゼロのときの最終的な検出結果がゼロとなるように、電流センサ１５の検出結果を補正するための補正量を学習する処理である。
【００１６】
そして、内燃機関４の運転中に、バッテリ１の残容量（充電状態）を検出するときには、電流センサ１５の検出結果を前記ゼロ点補正量で補正し、該補正後の電流を積算することで、バッテリ１の残容量を求める。
図２のフローチャートにおいて、まず、ステップＳ１では、イグニッションスイッチ１１のＯＦＦから電源を自己遮断するまでの間（以下、セルフシャットオフ処理中という）であるか否かを判別する。
【００１７】
そして、セルフシャットオフ処理中であるときには、ステップＳ２へ進み、イグニッションスイッチ１１のＯＦＦ時において内燃機関４の暖機が完了していたか否かを、イグニッションスイッチ１１のＯＦＦ直前に水温センサ１２で検出された内燃機関４の冷却水温度Ｔｗが所定温度以上であったか否かに基づいて判別する。
本実施形態において、電流センサ１５はエンジンルーム内に設置されるので、内燃機関４の温度は電流センサ１５の雰囲気温度に相関し、内燃機関４の暖機が完了している場合には、電流センサ１５が充放電電流を検出するときの通常使用温度条件になっている（電流センサ１５の温度が所定温度以上である）ものと推定される。
【００１８】
一方、内燃機関４の暖機が完了しておらず冷機状態であった場合、即ち、内燃機関４の暖機が完了する前にイグニッションスイッチ１１がＯＦＦされた場合には、電流センサ１５の温度は通常の使用温度にまで上昇していないものとも推定される。
前記電流センサ１５の出力特性は、温度に影響を受けて変化するので、内燃機関４の暖機が完了しておらず電流センサ１５の温度が通常よりも低い場合には、そのときの検出結果に基づいてゼロ点補正量を求めても、内燃機関４の暖機後の通常時に高精度な電流検出を行えるゼロ点補正を行うことができない。
【００１９】
そこで、イグニッションスイッチ１１のＯＦＦ時に内燃機関４の暖機が完了していなかった場合には、ゼロ点補正量の更新学習を行なうことなく、本ルーチンを終了する。
一方、内燃機関４の暖機が完了していた場合には、電流センサ１５の通常の使用温度条件でのゼロ点補正量を学習できると判断し、ステップＳ３以降へ進む。
ステップＳ３では、エンジンコントロールユニット２以外の各種コントロールユニットの電源遮断（又はスリープモードへの移行）が完了しているか否かを判別することで、他のコントロールユニットへの通電状態で電流センサ１５に多くの電流が流れる状態であるか否かを判断する。
【００２０】
尚、エンジンコントロールユニット２と他のコントロールユニットとは、ＣＡＮ通信ラインで接続されており、エンジンコントロールユニット２は、前記通信ラインを介して他のコントロールユニットがＯＮ状態であるか否かを判断できるようになっている。
また、他のコントロールユニットが、電源の自己遮断をイグニッションスイッチ１１のＯＦＦから一定時間後に行う場合には、イグニッションスイッチ１１のＯＦＦから前記一定時間以上経過しているか否かに基づいて、他のコントロールユニットの電源遮断が完了しているか否かを判断することが可能である。
【００２１】
エンジンコントロールユニット２以外のコントロールユニットの電源遮断が完了している場合には、ステップＳ４へ進み、灯火類，ワイパーなどの電気負荷が全てオフされているか否かを、やはり通信ラインを介して送信される信号に基づいて判別する。
エンジンコントロールユニット２以外のコントロールユニットの電源遮断が完了していて、かつ、灯火類，ワイパーなどの電気負荷が全てオフされている場合には、エンジンコントロールユニット２に電源が供給されている他は、僅かな暗電流しか電流センサ１５に流れていないと判断される。
【００２２】
そして、上記のように、電流センサ１５に実際に流れている電流が所定電流以下の僅かな電流に限定される条件では、電流センサ１５のゼロ点補正（補正量学習）を十分な精度で行えると判断して、ステップＳ５へ進み、ゼロ点補正を実行する（図３参照）。
一方、エンジンコントロールユニット２以外のコントロールユニットの電源遮断が完了していない場合、及び／又は、灯火類，ワイパーなどの電気負荷が全てオフされていない場合には、電流センサ１５に多くの電流が流れていて精度良くゼロ点補正を行えないので、ゼロ点補正量の更新学習を行なうことなく、本ルーチンを終了する。
【００２３】
従って、エンジンコントロールユニット２が電源の自己遮断を実行するタイミングまでに、前記ステップＳ３，４で、ゼロ点補正条件の成立が判別されないと、たとえ、内燃機関４の暖機が完了している状態でイグニッションスイッチ１１がＯＦＦされても、ゼロ点補正は実行されない。
前記ステップＳ５では、そのときの電流センサ１５の検出結果をゼロ点補正量で補正した結果がゼロになるように、ゼロ点補正量を学習する。
【００２４】
即ち、そのときの電流センサ１５の検出電流値の符号を反転させた値を、ゼロ点補正量とする。
又は、ステップＳ５へ進む条件における実際の電流値を基準電流として予め記憶しておき、この基準電流と電流センサ１５による検出値との偏差に基づき、そのときの電流センサ１５の検出結果をゼロ点補正量で補正した結果が基準電流になるようにゼロ点補正量を学習する。
【００２５】
即ち、電流センサ１５による検出値から基準電流を減算した結果の符合を反転させた値を、ゼロ点補正量とする。
上記２つのゼロ点補正量の算出方法のうち、基準電流と検出値との偏差からゼロ点補正量を演算する方法がより高精度にゼロ点補正量を求めることができる。
但し、電流センサ１５のオフセット量のばらつきに対して、エンジンコントロールユニット２のみに電源を供給する状態において電流センサ１５に実際に流れる電流が小さいので、エンジンコントロールユニット２のみに電源を供給する状態での電流センサ１５の検出結果をゼロに補正する方法でも、検出精度の向上を図ることができる。
【００２６】
ところで、前記図２のフローチャートに従って学習されるゼロ点補正量は、内燃機関４の暖機後で電流センサ１５が通常の温度条件になっている状態に適合する値であるが、次回の内燃機関４の運転時に冷機状態から前記ゼロ点補正量を適用しても良く、また、暖機が完了してから前記ゼロ点補正量を適用しても良い。
少なくとも内燃機関４の暖機後であれば、実際に暖機後の状態で求めたゼロ点補正量で電流センサ１５の検出結果を補正するので、バッテリ１の充放電電流を精度良く検出し、バッテリ１の残容量を精度良く判断できる。
【００２７】
従って、バッテリ１の残容量を確保しつつ、過剰な発電による燃費の悪化を防止できる。
また、前記暖機後の状態に適合するゼロ点補正量を、補助バッテリやスイッチング手段などの追加のハードウェアを必要とすることなく求めることができ、既存のエンジン駆動車両にコストアップなく適用できる。
【００２８】
図４のフローチャートは、図２のフローチャートにおいてゼロ点補正の実行条件とした暖機完了後の条件を省略して、ゼロ点補正を行なわせる実施形態を示す。
図４のフローチャートにおいて、ステップＳ１１では、セルフシャットオフ処理中であるか否かを判別する。
そして、セルフシャットオフ処理中であれば、ステップＳ１２へ進む。
【００２９】
ステップＳ１２では、前記ステップＳ３と同様に、エンジンコントロールユニット２以外のコントロールユニットの電源遮断が完了しているか否かを判別する。
そして、エンジンコントロールユニット２以外のコントロールユニットの電源遮断が完了している場合には、ステップＳ１３へ進む。
ステップＳ１３では、前記ステップＳ４と同様に、灯火類，ワイパーなどの電気負荷が全てオフされているか否かを判別する。
【００３０】
エンジンコントロールユニット２以外のコントロールユニットの電源遮断が完了していて、かつ、灯火類，ワイパーなどの電気負荷が全てオフされている場合には、ステップＳ１４へ進んで、ゼロ点補正を実行する。
ステップＳ１４におけるゼロ点補正は、前記ステップＳ５と同様に、そのときの電流センサ１５の検出結果をゼロに補正するゼロ点補正量を学習するか、そのときの電流センサ１５の検出結果を基準電流値に合わせるゼロ点補正量を学習する。
【００３１】
但し、ステップＳ１４では、内燃機関４の冷却水温度Ｔｗ毎、換言すれば、電流センサ１５の雰囲気温度毎に、前記ゼロ点補正量を書き換え可能に記憶するテーブルを備え、演算したゼロ点補正量を、イグニッションスイッチ１１のＯＦＦ時における冷却水温度Ｔｗに対応するデータとして更新記憶させる。
内燃機関４の運転時には、前記テーブルからそのときの冷却水温度Ｔｗに対応するゼロ点補正量を読み出し、前記電流センサ１５の検出結果の補正に用いる。
【００３２】
上記実施形態によれば、内燃機関４の暖機が完了する前にイグニッションスイッチがＯＦＦされると、係る冷機状態に適合するゼロ点補正量が学習されるので、内燃機関４の冷機状態であって電流センサ１５の温度が通常よりも低い状態での検出特性に対応するゼロ点補正を精度良く施すことができ、冷機状態からバッテリ１の充放電電流を精度良く検出させることができる。
【００３３】
また、内燃機関４の暖機後にイグニッションスイッチがＯＦＦされれば、通常の暖機後の状態に適合するゼロ点補正量が学習され、暖機完了後の電流センサ１５が通常温度である状態において、バッテリ１の充放電電流を精度良く検出させることができる。
尚、冷却水温度毎のゼロ点補正の学習が完了する前において、学習済みの温度条件における補正要求から、未学習温度条件における補正要求を推定して、暫定的なゼロ点補正量をデーブル上に記憶させることができる。
【００３４】
ところで、エンジンコントロールユニット２以外のコントロールユニットの電源遮断（スリープモードへの移行）が完了していて、かつ、灯火類，ワイパーなどの電気負荷が全てオフされている状態を判別させる代わりに、電流センサ１５で検出された電流が所定値以下であるときに、エンジンコントロールユニット２以外のコントロールユニットの電源遮断（スリープモードへの移行）が完了していて、かつ、灯火類，ワイパーなどの電気負荷が全てオフされていると推定して、ゼロ点補正を行わせることができる。
【００３５】
図５及び図６のフローチャートは、前述のように電流センサ１５の検出結果に基づいてゼロ点補正の実行条件を判断する実施形態を示す。
図５のフローチャートにおいて、ステップＳ２１では、セルフシャットオフ処理中であるか否かを判別する。
そして、前記セルフシャットオフ処理中であれば、ステップＳ２２へ進み、内燃機関４の暖機が完了しているか否かを判別し、暖気が完了しているときには、ステップＳ２３へ進んで、そのときに電流センサ１５で検出された電流が所定値以下であるか否かを判別する。
【００３６】
電流センサ１５による検出結果が所定値を超える場合には、エンジンコントロールユニット２以外のコントロールユニットの電源遮断が完了していないか、及び／又は、灯火類，ワイパーなどの電気負荷がオンしていると判断し、ゼロ点補正を行うことなく本ルーチンを終了する。
一方、電流センサ１５による検出結果が所定値以下であれば、実際に電流センサ１５に流れている電流がゼロ点補正を行なうのに充分な程度に小さいと判断し、ステップＳ２４へ進んで、ゼロ点補正を実行する。
【００３７】
前記ステップＳ２４におけるゼロ点補正の内容は、前述の実施形態と同様である。
一方、図６のフローチャートに示す実施形態では、ステップＳ３１で、セルフシャットオフ処理中であると判断されると、ステップＳ３２へ進んで、そのときの電流センサ１５で検出された電流が所定値以下であるか否かを判別する。
そして、電流センサ１５で検出された電流が所定値以下であれば、ステップＳ３３へ進んで、冷却水温度Ｔｗ毎にゼロ点補正量が学習する。
【００３８】
尚、内燃機関４の暖機が完了しているか否か、換言すれば、電流センサ１５の雰囲気温度が通常温度に達しているか否かの判断は、前述のように冷却水温度Ｔｗに基づいて行える一方、イグニッションスイッチのＯＦＦ直前におけるエンジンルーム内の温度，内燃機関４の潤滑油の温度，吸気温度や、ＯＦＦ直前の内燃機関４の運転における運転時間，吸入空気量の積算値，車両の走行距離などに基づいて判断することが可能である。
【００３９】
同様に冷却水温度毎のゼロ点補正量の学習に代えて、イグニッションスイッチのＯＦＦ直前におけるエンジンルーム内の温度，内燃機関４の潤滑油の温度，吸気温度毎に、ゼロ点補正量を学習させることが可能である。
また、電流センサ１５の温度又は雰囲気温度を検出する温度センサを設け、該温度センサの検出結果に応じてゼロ点補正を実行し、また、温度毎のゼロ点補正の学習を行わせても良いことは明らかである。
【００４０】
更に、エンジンコントロールユニット２以外の電気負荷のオン・オフ状態の判別と、電流センサ１５で検出される電流の判別とを組み合わせ、例えば、エンジンコントロールユニット２以外のコントロールユニットに対する電源遮断が完了していて、かつ、電流センサ１５で検出される電流が所定値以下であるときに、ゼロ点補正を行なわせる構成とすることができる。
【００４１】
また、種々の電気負荷のうち、車両安全に大きな影響を与えない電気負荷については、一時的に強制的な電源遮断を行うことで、ゼロ点補正の実行条件を成立させることが可能である。
更に、上記実施形態では、エンジンコントロールユニット２がイグニッションスイッチ１１のＯＦＦ後のゼロ点補正を行なう構成としたが、ゼロ点補正（ゼロ点補正量の学習）を実行するコントロールユニットを、発電機５を制御するエンジンコントロールユニット２に限定するものではなく、エンジンコントロールユニット２以外でゼロ点補正量の学習を実行し、学習結果をエンジンコントロールユニット２に送信する構成であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施形態におけるバッテリの充放電回路を示す回路図。
【図２】ゼロ点補正の第１実施形態を示すフローチャート。
【図３】前記第１実施形態におけるゼロ点補正の実行タイミングを示すタイミングチャート。
【図４】ゼロ点補正の第２実施形態を示すフローチャート。
【図５】ゼロ点補正の第３実施形態を示すフローチャート。
【図６】ゼロ点補正の第４実施形態を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４３】
１…バッテリ、２…エンジンコントロールユニット、３Ａ，３Ｂ…電気負荷、４…内燃機関、５…発電機、８…ＡＴコントロールユニット、９…パワステコントロールユニット、１１…イグニッションスイッチ、１２…水温センサ、１５…電流センサ
【図１】
2006137276.tif 000003
【図２】
2006137276.tif 000004
【図３】
2006137276.tif 000005
【図４】
2006137276.tif 000006
【図５】
2006137276.tif 000007
【図６】
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